Arus konveksi adalah gerakan yang disebabkan oleh perubahan suhu pada benda cair atau gas. Dalam tubuh seperti itu, materi yang lebih hangat cenderung naik, menggantikan materi yang lebih dingin, yang beredar di tempat lain; gerakan terus menerus yang diciptakan oleh proses ini dikenal sebagai sel konveksi. Arus konveksi bertanggung jawab atas banyak fenomena di alam, meskipun kepentingannya sering diabaikan. Lautan, awan badai, dan kerak bumi semuanya merupakan sistem berskala besar yang dipengaruhi oleh arus ini. Pada skala yang lebih kecil, mereka dapat diamati dalam panci berisi air mendidih atau secangkir kopi.
Panas menyebabkan molekul individu materi bergerak dengan cepat. Dalam cairan, artinya dalam hal ini zat cair atau gas apa pun, molekul-molekul yang dipanaskan ini mengembang, menjadi kurang padat. Hal ini menyebabkan mereka naik di dalam cairan, menggantikan molekul dingin yang sudah ada. Molekul yang lebih dingin ini akan bergerak ke tempat lain dalam cairan; jika mereka menemukan sumber panas, mereka akan menjadi gelisah dan naik, sedangkan molekul yang sebelumnya dipanaskan akan mendingin dan turun. Efek ini menciptakan sel konveksi, yang pada gilirannya menyebabkan arus konveksi.
Arus konveksi menimbulkan efek yang dapat dilihat pada panci pemanas air di atas kompor. Air di dasar panci, yang paling dekat dengan kompor, memanas dengan cepat dan naik ke permukaan. Gelembung menunjukkan agitasi molekul air yang dipanaskan, yang mengedarkan panas sampai semua air mendidih. Efeknya dapat lebih mudah diamati dengan menuangkan krim ke dalam secangkir kopi panas. Bahkan tanpa diaduk, krim akan mulai bersirkulasi melalui kopi yang lebih panas, dan perbedaan warna pada kedua cairan membuat pola konveksi mudah diamati.
Pada skala yang sangat besar, arus konveksi mengatur pergerakan atmosfer di sekitar Bumi. Udara yang dipanaskan oleh matahari bergerak ke daerah dan daerah yang lebih dingin, menyebabkan pola cuaca berubah. Awan tercipta ketika udara hangat yang mengandung uap air naik dan bertemu dengan udara yang lebih dingin di ketinggian yang lebih tinggi. Tindakan sel konveksi di awan dapat menyebabkan badai petir dan, terkadang, peristiwa yang lebih spektakuler. Tornado dan angin topan keduanya dihasilkan dari agitasi kekerasan udara dan kelembaban yang disebabkan oleh panas yang bergerak melalui atmosfer.
Di antara berbagai efek lainnya, arus konveksi juga bertanggung jawab atas gempa bumi dan aktivitas seismik. Permukaan bumi terdiri dari serangkaian massa daratan padat yang mengapung di atas arus batuan cair. Cairan bawah tanah ini, yang disebut magma, tunduk pada gerakan sel konveksi, sama seperti cairan lainnya. Arus konveksi dalam magma dapat menyebabkan massa daratan, yang disebut lempeng tektonik, naik atau bertabrakan satu sama lain. Hal ini dapat mengakibatkan letusan gunung berapi, gempa bumi, dan aktivitas seismik bencana lainnya.